JP2005276822A - イオン伝導体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、イオン伝導率の測定に用いたセルを示す。このセルを作製するために、まず、アルゴングローブボックス内にて、予め透明導電膜としてITO(indium tin oxide)膜3を形成した縦25mm、横20mmのガラス板(ITO膜付きガラス電極)4に、試料充填部1として直径(r)15mmの円を打ち抜いた厚み24μmの粘着剤付きポリイミドフィルム(図2参照)をスペーサー2として貼り付けた。次いで、試料充填部1に測定対象とする試料(イオン伝導体)を充填して等方性液体状態となるまで加熱し、その後、もう1枚のITO膜付きガラス電極4をITO膜3が充填部1側となるように配置した。
d:スペーサー厚み(cm)、R:実数成分インピーダンス(Ω)、A:極板面積(cm2)
図3に、水平方向イオン伝導率の測定に用いた櫛型電極を示す。この櫛型電極11は、ガラス板上に、ITOを厚み30nmとなるように蒸着し、さらにAgとAuとからなる合金を総厚みが0.8μmとなるように蒸着することにより形成した。互いに対向するように配置した櫛型電極11は、それぞれ3つの櫛部12を有し、各櫛部12の幅Wは2mm、櫛部12の間隔Dは3mm、対向する櫛部の重複幅Vは7mmとした。この櫛型電極11の櫛部12の間に、測定対象とする試料を等方性状態となるように加熱してから塗布し、この試料を覆う領域に縦10mm、横25mmのガラス板を重ねてこの領域(測定領域13)でのみ試料を保持した。その後、垂直方向イオン伝導率の測定と同様にして伝導率σpを求めた。なお、伝導率σpの絶対値は、試料が等方性液体状態のときの測定値で補正した。
式(化1)においてR0がヘキシル基に相当する4−ヘキシルベンゼン酸−4−シアノフェニル(SYNTHON Chemicals製)0.39g(1.27×10-3モル)、式(化1)においてR0がヘプチル基に相当する4−ヘプチルベンゼン酸−4−シアノフェニル(SYNTHON Chemicals製)0.61g(1.90×10-3モル)、LiN(CF3SO2)2(キシダ化学製、以下「LiTFSI」と表記する)0.01g(3.48×10-5モル)を混合し、100℃に加熱して均一な液状のイオン伝導体を調製した。こうして得たイオン伝導体を用いて室温(23℃)および80℃で垂直方向イオン伝導率を測定した。なお、この測定の際には、測定用セルを自然冷却したが、この自然冷却の冷却速度は5〜10℃/分であった。
4−ヘキシルベンゼン酸−4−シアノフェニルを0.35g(1.14×10-3モル)、4−ヘプチルベンゼン酸−4−シアノフェニルを0.55g(1.71×10-3モル)、LiTFSIを0.10g(3.48×10-4モル)とした以外は、実施例1と同様にしてイオン伝導体を調製し、垂直方向イオン伝導率を測定した。この測定の際にも、測定用セルを冷却速度5〜10℃/分で自然冷却した。
式(化1)においてR0がペンチル基に相当する4−ペンチルベンゼン酸−4−シアノフェニル(SYNTHON Chemicals製)0.36g(1.23×10-3モル)、式(化2)においてR1がペンチル基に相当する4’−ペンチルオキシビフェニル−4−カルボニトリル(ワコーケミカル製)0.28g(1.06×10-3モル)、式(化2)においてR1がヘプチル基に相当する4’−ヘプチルオキシビフェニル−4−カルボニトリル(ワコーケミカル製)0.31g(1.06×10-3モル)、LiTFSI0.05g(1.74×10-4モル)を混合し、100℃に加熱して均一な液状のイオン伝導体を調製した。こうして得たイオン伝導体を用いて垂直方向イオン伝導率を測定した。この測定の際にも、測定用セルを冷却速度5〜10℃/分で自然冷却した。
LiTFSI0.01gを4−ヒドロキシベンゼン酸−4−オクチルフェニルエステル(東京化成製、融点70℃)0.99gに溶解させたイオン伝導体を用いた以外は、実施例1と同様にして各特性を測定した。このイオン伝導体では、電極に対する垂直配向性は確認できなかった。
4−ヘキシルベンゼン酸−4−シアノフェニルを0.51g(1.65×10-3モル)、4−ヘプチルベンゼン酸−4−シアノフェニルを0.53g(1.65×10-3モル)、LiTFSIを0.10g(3.48×10-4モル)を混合し、アルゴングローブボックス中のホットプレート上で100℃にて溶解させ、液状のイオン伝導体を得た。このイオン伝導体について、実施例1と同様にして60℃で垂直方向イオン伝導率を測定したところ、3.4×10-5S/cmであった。
2 スペーサー
3 ITO膜
4 ITO膜付きガラス電極
11 櫛型電極
12 櫛部
13 測定領域
31 電気化学デバイス(コイン型リチウムイオン電池)
32 イオン伝導体を含浸させたシート状基材
33 負極集電体
34 負極活物質
35 正極集電体
36 正極活物質
37 ケース
38 封口板
39 ガスケット
Claims (5)
- 式(化1)で示される少なくとも2種類の分子を含む請求項1に記載のイオン伝導体。
- 透明導電膜付きガラス電極間に狭持して測定した23℃におけるイオン伝導率が、前記電極間と直交する方向の23℃におけるイオン伝導率よりも高い請求項1〜3のいずれか1項に記載のイオン伝導体。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のイオン伝導体を電解質として含む電気化学デバイス。
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